จากคำถามของคุณกฤตเมธ พิลึก ที่ถามเกี่ยวกับเรื่อง GPS จากบทความชิ้นที่ 19) ว่าด้วยเรื่องระบบการบิน การเดินเรือ และการใช้อุปกรณ์ GPS, เรดาร์, ไจโรสโคป และดาวเทียม
เนื่องจากเรือ Le Boreal ลำนี้ไม่มีระบบ GPS กัปตันลาแมร์ต้องใช้วิธีพล็อตตำแหน่งของเรือโดยใช้แผนที่ในระบบ manual ดังในภาพ
ในเว็บ www.quora.com มีผู้ตั้งข้อสงสัยไว้ว่า "ทำไมเราใช้สัญญาณ GPS ในทะเลไม่ได้ แม้ว่าเราจะมีสัญญาณ WiFi" ผู้ที่มาตอบคำถามข้อนี้คือ Syed Zaeem Hosain เป็นผู้บริหารด้านเทคนิคและเป็นผู้ก่อตั้งบริษัท Aeris Communications ซึ่งเขาได้อธิบายไว้เกี่ยวกับระบบ GPS และ WiFi โดยจะแปลแบบสรุปความเฉพาะที่เกี่ยวกับเรื่อง GPS ให้ด้านล่าง
GPS คือระบบนำทางที่ใช้คลื่นวิทยุส่งสัญญาณระยะไกล เป็นสัญญาณอ่อน และเป็นระบบแบบรับอย่างเดียว (ส่งไม่ได้) ส่วนการรับ-ส่งข้อมูลแบบ data ใช้ได้กับระบบ GPS ที่มีการกระจายสัญญาณผ่านดาวเทียมเท่านั้น (ประเด็นนี้ไม่ได้จะบอกว่ามีดาวเทียมนะ แต่แปลให้ตามที่คนเขียนอธิบายไว้ อย่ามาแย้งอีกล่ะ)
ระบบ GPS ทำงานได้ดีในทะเลและเครื่องบินที่อยู่เหนือน้ำ (GPS ทำงานใต้น้ำทะเลไม่ได้เพราะน้ำทะเลเป็นสื่อกระแสไฟฟ้า เรือดำน้ำใช้ระบบ SONAR คือการส่งคลื่นเสียง)
สรุปตรงด้านล่าง
เขาอธิบายว่า "ถ้าคุณไม่มีระบบดาวเทียมที่จะสามารถใช้ส่ง data ได้ในทะเล การใช้ GPS ก็จะทำได้แค่บอกตำแหน่งละติจูดกับลองจิจูดแค่นั้น แต่ถ้าจะให้แสดงผลเชื่อมโยงกับแผนที่อย่างในมือถือมันจะทำไม่ได้ คุณต้องทำการพล็อตตำแหน่งด้วยวิธี manual บนแผนที่ที่มีรายละเอียดขนาดใหญ่เอาเอง"
ดูเพิ่มเติม
โปรเจ็ค Google Loon ของบริษัท Google ที่ใช้บอลลูนกระจายสัญญาณอินเตอร์เน็ตในเขตชนบทที่อยู่ห่างไกล ที่ยังไม่มีเสาสัญญาณโทรศัพท์ไปติดตั้ง ถ้าหากว่าเรามีดาวเทียมในการส่งคลื่นสัญญาณโทรศัพท์อยู่แล้ว แล้ว Google ต้องทำโปรเจ็ค Google Loon ขึ้นมาอีกทำไมล่ะ??
Delivering Connectivity
อ้างอิง
https://www.quora.com/How-come-GPS-doesn’t-work-out-at-sea-even-though-I-can-get-WiFi
ทีนี้มาเข้าเรื่องที่ว่าคลื่นวิทยุสามารถยืนยันได้ว่าโลกไม่มีความโค้งได้อย่างไร
คลื่นวิทยุมีคุณสมบัติเป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีการใช้งาน 2 ระบบคือคลื่น A.M. และคลื่น F.M. คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้ามีการกระจายสัญญาณแบบเส้นตรงเช่นเดียวกับการเดินทางของแสง
คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าสามารถกระจายสัญญาณได้ทั้งในอากาศและสุญญากาศ แต่มีข้อจำกัดในการกระจายสัญญาณทะลุผ่านตัวกลางที่เป็นพื้นดิน ผนังถ้ำ น้ำ น้ำทะเล ชั้นหิน หรือ ที่ชื้นแฉะ เนื่องจากตัวกลางเหล่านี้มีแร่ธาตุอื่นที่นำไฟฟ้าประกอบอยู่ จึงทำให้คลื่นถูกลดทอนลงเพราะคุณสมบัติทางการนำไฟฟ้าของตัวกลางนั้น จนในที่สุดคลื่นก็อ่อนแรงและหายไป น้ำทะเลเป็นตัวกลางที่ลดทอนการกระจายสัญญาณของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าสูงมากเนื่องจากมีค่าการนำไฟฟ้าสูงกว่าน้ำจืดถึง 400 เท่า
เมื่อวันที่ 12 ธันวาคม 1901 Guglielmo Marconi นักประดิษฐ์ชาวอิตาเลียนได้ทำการทดลองส่งสัญญาณวิทยุระยะไกลข้ามมหาสมุทรแอตแลนติก จากชายฝั่งประเทศอังกฤษที่เมือง Cornwall ที่สถานีแห่งนี้มาร์โคนีสร้างเสาส่งสัญญาณไว้สูง 61 เมตร และจุดรับสัญญาณอยู่ที่สถานีบนหมู่เกาะ Newfoundland ของประเทศแคนาดา ระยะทางจากชายฝั่งประเทศอังกฤษมาถึงสถานีรับสัญญาณบนอีกฝั่งของประเทศแคนาดาห่างกัน 3,500 กม.
ความถี่คลื่นที่ใช้ส่งสัญญาณในวันนั้นประมาณ 500 kHz อยู่ในย่านความถี่ปานกลาง medium-wave band ซึ่งเป็นลักษณะการส่งคลื่นแบบ Ground wave หรือเรียกว่าคลื่นดิน ด้วยระยะทาง 3,500 กม. สถานีที่หมู่เกาะ Newfoundland จะต้องโค้งลงไปตามความโค้งของโลกเป็นระยะทาง 884.705 กม. และเส้นขอบฟ้า (Horizon) อยู่ห่างจากจุดส่งสัญญาณเท่ากับ 27.87 กม.
และเนื่องจากการกระจายสัญญาณของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าเดินทางเป็นเส้นตรง เมื่อคลื่นเดินมาถึงจุดเส้นขอบฟ้าก็ต้องเจอกับน้ำทะเลที่มีค่านำไฟฟ้าสูงซึ่งเป็นตัวกลางในการดูดกลืนสัญญาณให้หายไป จึงเป็นไปไม่ได้ที่คลื่นวิทยุจากการทดลองครั้งนี้จะกระจายสัญญาณต่อไปถึงจุดรับสัญญาณที่อยู่ห่างออกไปอีกกว่า 3,000 กม. นอกเสียจากว่าแผ่นดินของโลกไม่ได้มีความโค้ง และคลื่นเดินทางเป็นเส้นตรงซึ่งจะไม่เจอน้ำทะเลที่จะลดทอนสัญญาณที่ส่งมาจากสถานีในประเทศอังกฤษจนมาถึงจุดรับสัญญาณในประเทศแคนาดา
อ้างอิง
1) http://e20ae.blogspot.com/2018/06/radio-communications-through-water-soil-cave.html
2) https://www.coursehero.com/file/p7o6dr7/The-relative-permittivity-e-r-is-dimensionless-quantity-which-in-the-case-of/
3) http://marconisociety.org/marconis-first-transmission/
4) https://sites.google.com/site/surinamateurradioassociation/The-antenna-and-cable-signals/General-knowledge/Radio-wave-propagation
--------------------------------------------------------
